ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ БИОСФЕРЫ И ИХ РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

4.3.1. Классификация природных ресурсов

Природные ресурсы – это не только полезные ископаемые, но и солнечный свет, воздух, вода, почва, животные и растения, т. е. все многообразие окружающего нас мира, которое человек использует с самого начала своего существования.

Существует несколько классификаций природных ресурсов.

По источникам происхождения:

- биологические;

- минеральные;

- энергетические ресурсы.

По использованию в качестве производственных ресурсов:

- земельный фонд;

- лесной фонд;

- водные ресурсы;

- гидроэнергетические ресурсы;

- обитатели вод, лесов, степей (фауна);

- полезные ископаемые, которые подразделяются на рудные, топливно-энергетические ресурсы, запасы минерально-химического сырья и редкие материалы.

По степени исчерпаемости ресурсов:

- неисчерпаемые ресурсы – ресурсы, количество которых не ограничено относительно наших потребностей, например, атмосферный воздух, осадки, солнечная радиация, энергия ветра, морских приливов и отливов, земных недр.

- исчерпаемые ресурсы, которые расходуются при использовании человеком и в дальнейшем могут исчезнуть. Они подразделяются на возобновимые и невозобновимые.

Невозобновимые природные ресурсы - это ресурсы скорость использования, которых не сопоставима со скоростью их использования. К данной группе ресурсов относится каменный уголь, нефть и большинство полезных ископаемых.

Возобновимые природные ресурсы по мере использования постоянно восстанавливаются. В основном, к таким ресурсам относятся представители флоры и фауны. Темпы их расходования должны соответствовать темпам их восстановления. Темпы восстановления различны: для восстановления животных требуется от одного до нескольких лет, леса – 30-80 лет, почвы - несколько десятилетий.

4.3.2. Рациональное природопользование

Природопользование – это теория и практика использования человеком природной среды и природных ресурсов, т. е., это сфера общественно-производственной деятельности, направленной на удовлетворение потребностей человека в качестве и разнообразии окружающей среды, на улучшение использования естественных ресурсов биосферы. Другими словами, природопользование – это система деятельности, направленная на обеспечение наиболее эффективного режима воспроизводства и экономной эксплуатации природных ресурсов с учетом перспективных интересов развивающегося хозяйства и здоровья людей.

Выделяют два типа природопользования:

- нерациональное – это система деятельности, не обеспечивающая сохранение природно-ресурсного потенциала, которая ведет к исчерпанию природных ресурсов, подрыву восстановительных сил природы, загрязнению окружающей среды, снижению ее оздоровительных и эстетических достоинств;

- рациональное – это система деятельности, направленная на наиболее экономную эксплуатацию природных ресурсов, их эффективное воспроизводство с учетом перспективных интересов человечества.

Составные части рационального природопользования – охрана, освоение и преобразование природы.

При использовании практически неисчерпаемых ресурсов рациональность природопользования измеряется, прежде всего, наименьшими эксплуатационными расходами, наибольшими коэффициентами полезного действия добывающих производств и установок. Охрана исчерпаемых, но возобновляемых ресурсов должна быть направлена на поддержание их ресурсооборота и продуктивности. Рациональная эксплуатация таких ресурсов включает экономическую, комплексную и безотходную добычу и сопровождается мероприятиями по предотвращению ущерба смежным видам ресурсов.

Для ресурсов, исчерпаемых и при этом невозобновляемых, важны комплексность и экономичность добычи, сокращение отходов. Рациональный подход к природопользованию должен опираться на два фундаментальных принципа:

- возможно наиболее полное исследование природного ресурса;

- доведение неиспользованных отходов производства до такого состояния, при котором они могут быть включены в естественный биологический круговорот.

На сегодняшний день основными принципами рационального природопользования являются следующие положения:

- полная оценка геологических условий в промышленном строительстве;

- комплексное использование минеральных ресурсов;

- применение во всех отраслях хозяйства безотходных технологий и замкнутых циклов газо- и водопотребления;

- исключение вредных выбросов и отходов в окружающую среду.

Американский эколог Барри Коммонер в 1974 г. сформулировал четыре положения, раскрывающие суть системы рационального природопользования. Эти положения стали называть «законами», хотя правильнее было бы называть их «экологическими поговорками».

«Все связано со всем» – это закон о всеобщей связи вещей и явлений в природе и обществе, об экосистемах и биосфере. Так, животные не могут существовать без растений, а растения – без потока солнечной энергии. Вред, наносимый одному компоненту экосистемы, может привести к большим неблагоприятным последствиям в функционировании всей экосистемы.

«Все надо куда-то девать». В отличие от человеческой деятельности, природа в целом практически безотходна. Ландшафты Земли представляют собой замкнутые системы. От хозяйственной деятельности человека отходы неизбежны: вокруг городов растут свалки мусора, т. к. природные экосистемы не справляются с переработкой веществ, загрязняющих среду обитания людей, особенно синтетических соединений – ксенобиотиков, чуждых химизму живых организмов.

«За все надо платить». Человек не может безвозмездно расходовать природные ресурсы, загрязнять окружающую среду, преобразовывать природные ландшафты – любое приобретение сопровождается утратами и возникновением новых проблем. Например, за очистку отходов производства приходится платить затратой дополнительной энергии, за повышение урожая – внесением удобрений и ядохимикатов, за ухудшение здоровья человека – лекарствами и т.д.

«Природа знает лучше». Человек, самонадеянно желая «улучшить» природу, нарушает ход естественных процессов. Например, в результате мелиорации часто случается так, что среда обитания становится для людей еще менее благоприятной. Этот закон означает, что нельзя пытаться покорять природу, а нужно сотрудничать с ней.

4.3.3. Земельные ресурсы

Роль почвы в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой первоисточник всех материальных благ, даёт корм для скота, лесоматериалы волокна для одежды и является основным источником продовольствия, обеспечивающим до 97 % продовольственных ресурсов для населения планеты.

Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км² или 86,5 % площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 15 млн. км² (10 % суши), сенокосы и пастбища - 37,4 млн. км (25 % суши). В Северном полушарии наибольшие площади, не нарушенных хозяйственной деятельностью территорий, имеют Россия и Канада, где сохранились самые крупные лесные массивы. В Южном полушарии наиболее ощутимый вклад в стабилизацию биосферы вносят Бразилия, Экваториальная Африка и Австралия.

Всего в настоящее время под прямым контролем человека находится свыше 50 млн. км² земель. По мнению экологов, эта площадь уже превышает допустимый предел земельных ресурсов, подлежащих хозяйственному использованию, в том числе и для интенсивного земледелия. Пашня может быть увеличила лишь за счет пастбищ и лесов, что чревато серьёзными эколого-экономическими последствиями. В то же время с возделанными землями соседствуют огромные пространства пустынь и полупустынь, занимающих в разных зонах более 30 млн. км² и освоенные только на 3 %. Земельные ресурсы планеты позволяют обеспечить продуктами питания больше населения, чем имеется в настоящее время и будет в ближайшем будущем. Вместе с тем, в связи с ростом населения, количество пашни на душу населения, т.е. душевая обеспеченность пахотными угодьями сокращается и составляет в настоящее время в среднем 0,35 га. В разных странах душевая обеспеченность пашней населения различна, например, для Канады она составляет 1,4 га, для США - 0,63 га, ФРГ - 0,15 га, для Японии - 0,04 га. Для России обеспеченность пашней на душу населения в настоящее время достигает 0,82 га.

Общая площадь земельного фонда России составляет 17,1 млн. км². Преобладающая часть территории страны занимают тайга, тундра и лесотундра, мало освоенные и практически не пригодные для земледелия. Около 11 млн. км² находятся в зоне вечной мерзлоты. В результате эффективная территория России составляет 5,5 млн. км². Наиболее ценными в сельскохозяйственном отношении являются черноземные почвы, которые сформировались в степных экосистемах. В данных экосистемах большое биоразнообразие флоры и фауны, огромный приток солнечного света и влаги, что способствует накоплению гумуса в почве. Гумус (лат. humus - почва) – органическое вещество почвы, образующееся в результате разложения детрита (мертвое органическое вещество), причем утратившее тканевую структуру. Содержание гумуса в почве определяет ее естественное плодородие, т.е. свойство почвы обеспечивать потребности растений в питательных веществах и воде и давать урожай сельскохозяйственных культур. Плодородный слой почвы, богатый гумусом, образуется очень медленно – 1 см за 200-300 лет. В России фонд чернозёмных почв составляет около 1,2 млн. км² (около 7 % общей плошали земельного фонда). Однако, на этой территории размешаются более половины всей пашни и производится около 80 % всей земледельческой продукции.

Основные причины деградации почвенного слоя:

- эрозии (лат. erode - разъедать);

- потеря гумуса и снижение плодородия вследствие неправильной агротехники, в основном из-за отсутствия севооборотов и недостаточного возвращения в почву питательных веществ;

- подтопление и вторичное засоление почвы, вызываемое бездренажным орошением и неконтролируемой подачей воды;

- машинная деградация почвы (переуплотнение, нарушение структуры пахотного слоя, смешивание его с подстилающей породой);

- химическое и радиационное загрязнение почвы;

- отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

Одним из наиболее серьёзных проявлений деградации земель является техногенное опустынивание вследствие эрозии почв и изменения климата. Различают:

- естественную эрозию - это смыв и размыв наиболее плодородного слоя почвы талыми и ливневыми водами, а также выдувание его ветрами. Естественная эрозия обычно протекает очень медленно и уравновешивается естественным почвообразованием;

- антропогенную эрозию - нарушение почвенного покрова в результате деятельности человека (распашка и культивация земель, перевыпас скота, сведение лесов и т.д.). Антропогенная эрозия обусловлена неправильным природопользованием, протекает ускоренно, вплоть полного сноса почвенного слоя и явлений опустынивания. Большая площадь современных пустынь имеет антропогенное происхождение. Скорость опустынивания в мире достигла сейчас 0,7-1 млн. км² (7-10 млн. га) в год.

4.3.4. Водные ресурсы

Под водными ресурсами гидросферы понимают пригодные для использования в хозяйственной деятельности воды: морские, речные, озерные, подземные, почвенные, лед горных и полярных ледников, вода искусственных водоемов и вода, входящая в состав живого вещества.

Гидросфера - это прерывистая водная оболочка Земли, совокупность океанов, морей, континентальных вод (включая подземные) и ледяных покровов. Гидросфера - один из главных компонентов биосферы, ценнейший природный ресурс. Она объединяет все свободные воды, которые могут передвигаться под влиянием солнечной энергии и сил гравитации, переходя из одного состояния в другое. Совершая круговорот в природе, вода принимает участие в формировании поверхности Земли. Вода является наилучшим растворителем, она растворяет, разрушает и транспортирует различные вещества, способствует отложению осадочных пород и образованию почвы.

Одним из главных свойств воды как компонента эколого-географической среды, является её незаменимость. Например, из многочисленных видов минерально-сырьевых ресурсов большинство взаимозаменяемо. Каменный уголь заменяется нефтью, нефть - газом. Многие виды цветных металлов также в ряде случаев взаимозаменяемы: медь – алюминием, никель - хромом, цинк - кадмием и т.д. Вода - единственное в природе вещество, которое нельзя заменить другими веществами.

Круговорот воды увязывает воедино все части гидросферы, образуя в целом замкнутую систему: океан-атмосфера-суша. Теплоемкость воды в 3,3 тыс. раз больше теплоёмкости воздуха. Поглощая огромное количество тепловой энергии и медленно её отдавая, вода служит регулятором климатических процессов глобального масштаба. Водяной пар, находящийся в атмосфере, пропускает большую часть солнечных лучей и задерживает тепловое излучение Земли в мировое пространство, регулируя тепловой баланс планеты.

Вода входит в состав всех живых организмов: ткани живых организмов примерно на 70 % состоят из воды и поэтому В. И. Вернадский определил жизнь, как живую воду. Для многих организмов вода служит средой обитания. Вода - самое распространенное на Земле вещество. Общая масса гидросферы на нашей планете составляет около 1300 млн. км³. Вода в природе находится в газообразном, жидком и твёрдом состоянии. Моря и океаны занимают около 71 % земной поверхности, 10 % площади континентов занимают ледники, поэтому существует представление о неисчерпаемости водных запасов. Однако, гидросфера - самая тонкая геосфера Земли (средняя толщина её 3,8 км), кроме того, большая часть, свыше 98 % - это вода солёная.

Масса пресных вод составляет около 0,03∙10²¹кг (35 млн. км³), или всего менеe 3 % от общих запасов воды на Земле, причем в жидком состоянии находится всего 0,6-1,0 % пресной воды. Большая часть пресных вод сосредоточена в ледниках и снежном покрове. На суше распределение водных ресурсов весьма неравномерно. Самым крупным пресноводным бассейном является озеро Байкал. Ресурсы пресных вод значительно увеличены за счет создания водохранилищ, которых насчитывается на земном шаре около1350. В пресных водах обычно преобладают ионы HCO₃, Са²⁺ и Mg²⁺. По мере увеличения общей минерализации растет концентрация ионов SO₄^2-, Сl^-, Na⁺ и К⁺. Прочие элементы содержатся в очень малых количествах, но почти все естественные элементы периодической системы найдены в природных водах. Из растворённых газов в природных водах присутствуют азот, кислород, углекислый газ, инертные газы, иногда сероводород и углеводороды. Концентрация растворённых в морской воде солей составляет около 3,5 %, по химическому составу это, в основном, ионы: Сl, Na⁺, SO₄^2-, Мg²⁺, а также Са²⁺ и К⁺. Соотношение главных ионов на протяжении миллионов лет остаётся постоянным, несмотря на непрерывный обмен веществ.

Большинство процессов, связанных с обменом веществ, в тканях живых организмов, могут протекать только в водной среде. Вода уникальна и незаменима как источник кислорода, поступающего в атмосферу при фотосинтезе, и является донором ионов водорода, используемых в фотосинтетических реакциях:

пСО₂ + мH₂О → (СН₂О)_п + мО₂↑.

Ресурсы поверхностных и подземных вод подразделяются на единовременные стационарные и возобновимые. Возобновимые ресурсы составляют динамическую часть круговорота воды, и скорость их возобновления выражается числом лет (или суток), необходимых для их полного возобновления. Например, для Мирового океана она составляет 3000 лет, для подземных вод 5000 лет, для полярных ледников – 8000 лет, а для речных вод – 10-14 суток. Ещё большая активность водообмена присуща запасам влаги в атмосфере, которые обновляются каждые 8-10 дней. Поэтому 25 миллиметрового слоя водяного пара в атмосфере хватает для обеспечения нормального функционирования многочисленных экосистем на Земле. Поэтому если научится использовать воду в объеме возобновления её в круговороте воды в биосфере, то источники водных ресурсов могут стать практически неисчерпаемыми.

Поверхностные воды сосредоточены в акватории Мирового океана и в континентальных водоемах.

Роль океана в жизни биосферы огромна: в нём протекает основное количество химических реакций, обуславливающих производство биомассы и химическую очистку биосферы. В Мировом океане обитают более 200 видов представителей флоры и фауны.

Континентальные водоемы подразделяются на две группы:

- естественные – реки, озера, болота, ручьи;

- искусственные – каналы, водохранилища, пруды.

При этом самое большое количество континентальных вод сосредоточено в реках. Количество воды, протекающее в единицу времени через поперечное сечение реки, называется её расходом. Расход реки в течение года – это её водность. Самая многоводная река мира Амазонка (17500 м³). Возвращая в Мировой океан испарившуюся воду, которая выпала на суше в виде осадков, реки являются посредниками в гидравлическом цикле. Ежегодный вынос воды реками называется жидким стоком, а вынос твердых частиц – твердым стоком, кроме того, реки обладают стоком растворенных веществ и биостоком: вынос речной водой различных организмов и их продуктов жизнедеятельности.

Антропогенное влияние на гидросферу огромно. На сегодняшний день деятельность человека охватывает практически всю акваторию океана: поверхностная зона служит для рыболовства и мореплавания; прибрежная зона - для получения биологических, минеральных, энергетических, рекреационных ресурсов (лат. recrcatio - восстановление), для интенсивного жилого и промышленного строительства; дно океана - зона добычи полезных ископаемых.

Главные потребители пресной воды распределяются следующим образом: около 70 % мирового водопотребления приходится на сельское хозяйство, 13 % - на промышленность, 10% - на коммунально-бытовые нужды, 7 % - на собственные нужды водного хозяйства (гидроэнергетика, судоходство, рыбное хозяйство и др.).

Удельное водопотребление на душу населения в разных странах различно, например, в США – 320 л в сутки, в Германии - 180, в Великобритании - 170, в Японии - 128, в Индии - 65, в Финляндии - 58, в Иране - 16, а в РФ – 150-200 в сутки (Москва - 400 л). Хотя для удовлетворения жизненных потребностей человека достаточно 5 л в сутки воды, с учетом нужд личной гигиены и бытовых потребностей расход воды возрастает на 40-50 л. Сегодня человечество расходует значительно больше воды, поэтому испытывает водный голод. Основной причиной современной деградации природных вод Земли является антропогенное загрязнение. Каждый год загрязняется около 15 млрд. т гидросферы.

<12 13 141516 17 18 >

Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 1769;